2019届一轮复习江苏专版铁及其化合物学案

2019届一轮复习江苏专版铁及其化合物学案

第三单元　铁及其化合物 ‎[教材基础—自热身]‎ ‎1．铁的单质 ‎(1)原子结构 铁位于元素周期表中第四周期、第Ⅷ族。‎ ‎(2)物理性质 铁是银白色金属，熔、沸点高，抗腐蚀性强，能被磁铁吸引，具有金属的通性。‎ ‎(3)化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。‎ ‎①与非金属单质的反应 O2‎ 常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3‎ 点燃时：3Fe＋2O2Fe3O4‎ Cl2‎ ‎2Fe＋3Cl22FeCl3‎ S Fe＋SFeS ‎②与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：‎ ‎3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。‎ ‎③与酸的反应 酸 化学方程式或现象 稀H2SO4‎ Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑‎ 稀 HNO3‎ Fe不足 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe过量 ‎3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、‎ 浓H2SO4‎ 常温下钝化 ‎④与某些盐溶液CuSO4、FeCl3的反应 与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。‎ 与FeCl3溶液反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。‎ ‎2．铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ 俗名 ‎—‎ 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)‎ 溶解性 不溶于水 铁的化合价 ‎＋2‎ ‎＋3‎ ‎＋2、＋3‎ 与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===‎ Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O ‎3．铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ 色态 白色固体 红褐色固体 与盐酸 反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===‎ Fe3＋＋3H2O 受热 分解 ‎—‎ ‎2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱(如NaOH溶液)反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓‎ 可溶性铁盐与碱(如NaOH溶液)反应：‎ Fe3＋＋3OH－=== Fe(OH)3↓‎ 二者 的关系 空气中，Fe(OH)2能够迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎[知能深化—扫盲点]‎ ‎(1)当稀HNO3过量时 反应原理：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋，铁元素的价态为＋3价。‎ ‎(2)当Fe过量时 反应原理：Fe与稀HNO3反应生成Fe(NO3)3，生成的Fe(NO3)3与Fe反应生成Fe(NO3)2。‎ Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，‎ ‎2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2。‎ 总反应：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，铁元素的存在形式为Fe2＋，铁元素的价态为＋2价。‎ ‎(3)当 << 时 铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋，铁元素的价态为＋2、＋3价。‎ 可以用数轴表示：‎ 总之，Fe与HNO3、Cl2、Br2等强氧化剂反应时，氧化剂的量不管是否过量，总是先生成Fe3＋，然后Fe3＋再与Fe反应生成Fe2＋。‎ ‎[对点练]‎ ‎1.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。‎ ‎①Fe3＋　②Fe2＋　③Fe、Fe2＋　‎ ‎④Fe2＋、Fe3＋‎ ‎(1)AB段铁元素以____________形式存在。‎ ‎(2)BC段铁元素以____________形式存在。‎ ‎(3)CD段铁元素以__________形式存在。‎ 解析：向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3＋，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后全部转化为Fe2＋。‎ 答案：(1)①　(2)④　(3)③‎ ‎(1)注意事项 Fe(OH)2具有还原性，易被空气中的O2氧化为Fe(OH)3。实验室制备Fe(OH)2并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成功的关键有以下两点：‎ ‎①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；‎ ‎②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭隔绝空气的体系中。‎ ‎(2)制备Fe(OH)2常用的3种方法 方法1：‎ 有机覆 盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图所示 方法2：‎ 还原性 气体保 护法　‎ 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图所示 方法3：‎ 电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图所示 ‎[对点练]‎ ‎2．(1)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。‎ ‎(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。‎ ‎①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________。‎ ‎②除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。‎ ‎③生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)因为Fe(OH)2在空气中容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋‎ ‎，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。‎ ‎(2)①Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2＋被氧化。②气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2较少。‎ 答案：(1)①②③⑤　(2)①稀硫酸、铁屑　②煮沸　③避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2‎ ‎[题点全练—过高考]‎ 题点一　铁及其化合物的性质 ‎1．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能是(　　)‎ A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等 B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料 C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色Cu D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3‎ 解析：选D　土壤中含有铁元素，经过不同工艺煅烧时，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3，故D项正确。‎ ‎2．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　)‎ A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 B．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为＋3价 C．工业上可用铁质容器储存浓硝酸和浓硫酸，原因是铁在常温下与两种酸不反应 D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁 解析：选D　自然界中有少量铁以单质形式存在(如陨铁)，A错；铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4，其中铁的化合价有＋2价和＋3价两种价态，B错；铁在常温下遇浓硫酸或浓硝酸钝化，形成了致密的氧化膜隔绝铁与酸的接触，C项错。‎ ‎3．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是(　　)‎ A．Fe(OH)3　Fe2O3　　　 B．Fe(OH)2　Fe2O3‎ C．Fe(OH)2　Fe(OH)3 D．Fe(OH)2　FeO 解析：选B　铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。‎ 题点二　用守恒思想判断氧化物的组成 ‎4．一定质量的某铁的氧化物FexOy，与足量的4 mol·L－1‎ 硝酸溶液充分反应，消耗硝酸溶液 700 mL，生成2.24 L NO(标准状况)。则该铁的氧化物的化学式为(　　)‎ A．FeO　　 B．Fe2O3　　　‎ C．Fe3O4　 D．Fe4O5‎ 解析：选C　铁的氧化物FexOy与足量的4 mol·L－1硝酸溶液充分反应，生成Fe(NO3)3，硝酸被还原生成NO，NO的物质的量为＝0.1 mol，根据氮原子守恒，3n[Fe(NO3)3]＋n(NO)＝n(HNO3)，故3n[Fe(NO3)3]＋0.1 mol＝0.7 L×4 mol·L－1，解得n[Fe(NO3)3]＝0.9 mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合价为a，根据得失电子守恒，则0.9 mol×(3－a)＝0.1 mol×(5－2)，解得a＝，由化合物中正负化合价代数和为0可得x＝2y，则x∶y＝3∶4，故该氧化物的化学式为Fe3O4。‎ ‎5．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为(　　)‎ A．FeO·3Fe2O3 B．2FeO·3Fe2O3‎ C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3‎ 解析：选B　化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeO·mFe2O3，则 解得n＝2，m＝3，该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。‎ ‎ [教材基础—自热身]‎ ‎1．亚铁盐和铁盐 ‎(1)亚铁盐 含有Fe2＋的溶液，呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。‎ ‎①氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式：‎ Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。‎ ‎②还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：‎ ‎2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。‎ ‎(2)铁盐 ‎①氧化性：含Fe3＋的溶液，呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。Fe3＋与Cu、I－反应的离子方程式：‎ ‎2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，‎ ‎2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。‎ ‎②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成血红色。‎ ‎③FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。‎ ‎(3)Fe2＋、Fe3＋的相互转化 Fe2＋Fe3＋‎ 上述转化中标号反应的离子方程式：‎ ‎①3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；‎ ‎②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋‎ ‎2．Fe2＋、Fe3＋的检验 ‎(1)Fe2＋的检验 方法1‎ 无现象溶液变红色，证明含有Fe2＋‎ 方法2‎ 产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋‎ 方法3‎ 生成蓝色沉淀，证明有Fe2＋‎ ‎　　(2)Fe3＋的检验 方法1‎ 溶液变红色，证明含有Fe3＋‎ 方法2‎ 产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在 ‎3.Fe2＋、Fe3＋的除杂问题 主要成分 杂质 除杂方法 FeCl3(aq)‎ FeCl2(aq)‎ 加入氯水或H2O2‎ FeCl2(aq)‎ FeCl3(aq)‎ 加过量铁粉后过滤 FeCl2(aq)‎ CuCl2(aq)‎ 加过量铁粉后过滤 ‎[知能深化—扫盲点]‎ ‎1．“铁三角”的转化 ‎2．“铁三角”的应用 ‎(1)判断离子共存 与Fe2＋不共存的离子 NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)‎ 与Fe3＋不共存的离子 S2－、I－、SO 与Fe2＋、Fe3＋不共存的离子 HCO、CO等水解相互促进的离子 ‎(2)盐溶液的配制与保存 Fe2＋的溶液 加少量铁粉，防止Fe2＋被氧化 加少量相应的酸，防止Fe2＋水解 Fe3＋的溶液 加少量相应的酸，防止Fe3＋水解 ‎(3)物质的制备 制备无水FeCl3‎ 在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液 制备Fe(OH)3‎ 胶体 向沸水中加入饱和FeCl3溶液并煮沸至溶液呈红褐色，停止加热 ‎[对点练]‎ 用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是(　　)‎ A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋‎ B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋‎ C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出 D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出 解析：选B　若无固体剩余，说明铜全部以Cu2＋形式存在，加入的铁粉完全反应，溶液中一定含有Fe2＋，可能含有Fe3＋，A错误；若有固体存在，固体中一定有铜，可能有铁，溶液中一定含有Fe2＋，B正确；若溶液中有Cu2＋，有可能加入铁粉的量少，只有部分Cu2＋与Fe反应，所以可能有固体析出，C错误；当加入的铁粉较少时，只发生Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋时，不会有铜析出，D错误。‎ ‎[题点全练—过高考]‎ 题点一　铁盐、亚铁盐的性质 ‎1．下列关于Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是(　　)‎ A．该溶液中，K＋、Fe2＋、I－、Br－可以大量共存 B．用该溶液溶解一定量铜粉，向所得溶液中再加入铁粉，若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出 C．将该溶液蒸干，得到的固体中混有氢氧化铁 D．100 mL 0.1 mol·L－1该溶液和足量的Zn充分反应，生成1.12 g Fe 解析：选D　A项，该溶液中，Fe3＋与I－不能大量共存，错误；B项，用该溶液溶解一定量铜粉，向所得溶液中再加入铁粉，若溶液中有Cu2＋，可能是Cu2＋未参加反应，也可能是Cu2＋部分参加反应，可能有固体铜析出，错误；C项，由于硫酸难挥发，将该溶液蒸干得到固体Fe2(SO4)3，错误；D项，100 mL 0.1 mol·L－1该溶液和足量的Zn发生的反应为2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋，生成1.12 g Fe，正确。‎ ‎2．下列试剂中，不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是(　　)‎ ‎①氯气　②NaCl溶液　③KMnO4溶液　④稀HNO3　⑤盐酸　⑥NaNO3溶液 A．①②③　　　　　　　 B．①③④‎ C．②④⑤ D．②⑤⑥‎ 解析：选D　Cl2、KMnO4、稀HNO3都具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，而NaCl溶液、盐酸、NaNO3溶液不能将Fe2＋氧化成Fe3＋。‎ 题点二　Fe2＋和Fe3＋的检验 ‎3．下列离子的检验方法合理的是(　　)‎ A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋‎ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋‎ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋‎ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋‎ 解析：选C　A中现象仅能确定溶液中含有Fe3＋，不能用来判断是否含有Fe2＋；B中如原溶液中含有Fe3＋也会有同样的现象；D中如溶液中含有Mg2＋也有此现象。‎ ‎4．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是(　　)‎ A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变为灰绿色，最后呈红褐色 D．只需滴加KSCN溶液 解析：选B　Fe2＋和Fe3＋检验设计是常考的热点。设计的步骤：先加KSCN溶液，无现象，可证明溶液中不含Fe3＋，然后再滴加氯水，若溶液呈红色，说明溶液中含有Fe2＋。‎ 题点三　“铁三角”转化关系及应用 ‎5．如图是物质间发生化学反应时颜色的变化情况，下列选项中正确的是(　　)‎ 选项 M N P Q A NH3·H2O Ba(OH)2‎ 铜 石蕊溶液 B Na BaCl2‎ FeO KSCN溶液 C NaOH Ba(NO3)2‎ 锌粉 KSCN溶液 D NaHCO3‎ MgCl2‎ Fe 石蕊溶液 解析：选C　硫酸铁溶液与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4白色沉淀和Fe(OH)3红褐色沉淀，A项错误；硫酸铁溶液与FeO不反应，且FeO难溶于水，B项错误；物质间发生化学反应时颜色的变化情况符合图示，C项正确；硫酸铁溶液与MgCl2溶液不反应，D项错误。‎ ‎6．下列除杂的操作不正确的是(　　)‎ A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 解析：选C　FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入镁与H＋反应，使上述平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO与H＋反应，使水解平衡向生成Fe(OH)3 方向移动而除去Fe3＋，D正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。‎ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎[课堂真题集训—明考向]‎ ‎1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)(2017·江苏高考)FeFeCl2Fe(OH)2(　　)‎ ‎(2)(2017·江苏高考)向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液，溶液呈蓝色，证明溶液中含Br2(　　)‎ ‎(3)(2016·江苏高考)向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋(　　)‎ ‎(4)(2016·江苏高考)室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，说明Fe3＋的氧化性比I2的强(　　)‎ ‎(5)(2015·江苏高考)Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3(　　)‎ ‎(6)(2017·海南高考)细铁粉可作食品抗氧剂(　　)‎ ‎(7)(2016·全国卷Ⅰ)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA(　　)‎ ‎(8)(2016·全国卷Ⅲ)铁比铜金属性强，所以可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板(　　)‎ ‎(9)(2016·上海高考)用NaOH溶液和盐酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2(　　)‎ ‎(10)(2015·全国卷Ⅰ)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，现象是有气体生成，溶液呈血红色，说明稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋(　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√‎ ‎(7)×　(8)×　(9)×　(10)×‎ ‎2．(2016·全国卷Ⅱ)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是____________________________________________________。‎ ‎(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是________________________。‎ ‎(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：‎ ‎①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；‎ ‎②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；‎ ‎③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。‎ 实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。‎ ‎(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2‎ 溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______________________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是________________________________________________________________________；‎ 生成沉淀的原因是________________________________________________‎ ‎(用平衡移动原理解释)。‎ 解析：(1)Fe2＋具有很强的还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量铁屑，可防止Fe2＋被氧化。‎ ‎(2)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cl2被还原为Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。‎ ‎(3)O2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除O2对实验的影响。‎ ‎(4)KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂。实验③溶液变红，说明溶液中仍存在Fe3＋，由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。‎ ‎(5)酸化的FeCl2溶液与H2O2反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，H2O2被还原为H2O，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋对H2O2的分解起催化作用，当反应一段时间后，会发生反应：2H2O22H2O＋O2↑，故溶液中产生气泡。由于H2O2分解反应放热，促使Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋平衡右移，最终出现Fe(OH)3红褐色沉淀。‎ 答案：(1)防止Fe2＋被氧化 ‎(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)‎ ‎(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反应 ‎(5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化H2O2分解产生O2　H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动 ‎[课下能力测评—查缺漏]‎ ‎1．下列关于铁的叙述正确的是(　　)‎ ‎①铁能被磁铁吸引，但纯铁易被腐蚀　②在人体内的血红蛋白中含有铁元素　③铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族　④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧　⑤铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3　⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3‎ A．①③　　 B．②④　　　‎ C．②⑤　 D．④⑥‎ 解析：选B　①‎ 当铁中含有杂质时，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，而纯铁的抗腐蚀能力较强，错误；③铁位于元素周期表的第Ⅷ族，而不是第ⅧB族，错误；⑤铁与HNO3反应被氧化为Fe3＋，但若铁过量，则Fe3＋被Fe还原为Fe2＋，所以，Fe与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe(NO3)2，错误；⑥FeCl2、Fe(OH)3可分别通过化合反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3制得，错误。‎ ‎2．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　)‎ A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4‎ B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2‎ C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤 D．Fe3＋与KSCN产生红色沉淀 解析：选C　赤铁矿的主要成分是Fe2O3，A错误；Fe与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，B错误；Fe3＋遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀生成，D错误。‎ ‎3．为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2＋杂质，先加入合适的氧化剂使Fe2＋氧化为Fe3＋，下列物质中最好选用(　　)‎ A．KMnO4溶液　　　　　 B．H2O2溶液 C．氯水 D．HNO3溶液 解析：选B　A、C、D三项中的氧化剂虽均能使Fe2＋氧化为Fe3＋，但同时会引入新的杂质，故此三项不符合题意；H2O2具有氧化性，能氧化Fe2＋为Fe3＋，还原产物为水，不引入新杂质，B项符合题意。‎ ‎4．从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：‎ 则下列说法正确的是(　　)‎ A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同 C．试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2＋‎ 解析：选C　A项，由最终要得到氯化铁晶体及流程图知，b是盐酸，错误；B项，操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为蒸发结晶，所用仪器不相同，错误；C项，滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气，正确；D项，高锰酸钾能氧化Cl－而褪色，因此不能用于检验是否含有Fe2＋，错误。‎ ‎5．下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是(　　)‎ A．用如图装置可以制备沉淀Fe(OH)2‎ B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度 C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋‎ D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化 解析：选C　反应开始时生成的H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A正确；FeCl3易水解，为防止水解配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B正确；Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D正确。‎ ‎6．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是(　　)‎ A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂 B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行 C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化 D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大 解析：选D　碱式硫酸铁电离产生Fe3＋，Fe3＋能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂，故A正确；NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，故B正确；KSCN溶液遇Fe2＋溶液无现象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则生成Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋溶液变红，故C正确；(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，故D错误。‎ ‎7． FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示。‎ 下列说法错误的是(　　)‎ A．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质 B．沉淀过程中有CO2气体放出 C．过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒 D．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO 解析：选D　FeSO4变质后有Fe3＋生成，Fe3＋遇KSCN变红色，A正确；Fe2＋与CO反应生成FeCO3沉淀，促进了HCO的电离，溶液中的HCO又与生成的H＋反应生成CO2和H2O，B正确；FeCO3在空气中高温加热时，＋2价铁会被O2氧化，故得不到纯净的FeO，D错误。‎ ‎8．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(　　)‎ 选项 操作、现象 解释 A 向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝 Fe3＋能与淀粉发生显色反应 B 把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3‎ C 向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生 说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气 D 新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色 说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3‎ 解析：选D　A项中Fe3＋将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝；B项中红棕色斑点是Fe2O3；C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。‎ ‎9．某学生鉴定甲盐的流程如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．如果甲中含有S2－，则乙是硫黄沉淀 B．如果乙是AgCl沉淀，那么甲是FeCl3‎ C．丙中肯定含有Fe3＋，所以甲是FeBr2‎ D．甲中含铁元素，可能显示＋2价或者＋3价 解析：选D　如果甲中含有S2－，则乙应为Ag2S沉淀，A项错误；AgCl是白色沉淀，与题意不符，B项错误；丙与KSCN溶液反应后溶液显红色，则丙中一定含有Fe3＋，又因为甲中滴加酸性AgNO3溶液后得到丙，故甲中一定含有铁元素，可能为Fe2＋，也可能为Fe3＋，C项错误，D项正确。‎ ‎10．下列图像是表示铁与一定量硝酸反应时，铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系，其中正确的是(　　)‎ 解析：选B　根据反应Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2可知，和硝酸反应生成Fe(NO3)3的Fe与Fe3＋所消耗的Fe的物质的量之比为2∶1，B项正确。‎ ‎11.某兴趣活动小组利用物质间的互变，设计成一个平面“魔方”，如图所示。‎ 已知：‎ ‎①A、B、C、D、G含有同种元素。‎ ‎②‎ 物质 纯A(单质)‎ B(溶液)‎ C(固体)‎ D(固体)‎ G(溶液)‎ 颜色 银白色 黄色 红褐色 红棕色 浅绿色 ‎③E是通常状况下密度最小的气体；B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀；在水溶液中B也能将一种氧化物氧化为F，F是含有三种元素的共价化合物，F与A反应生成E和G。‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)写出D的化学式：___________________________________________________。　　　　　　　　‎ ‎(2)G生成C的过程中所出现的现象为________________________________________‎ ‎________________________。‎ ‎(3)写出下列反应的化学方程式：‎ E→A：___________________________________________________________；‎ A→B：___________________________________________________________。‎ ‎(4)B→F的离子方程式为________________________________________‎ ‎______________________。G与次氯酸反应的离子方程式为_______________________。‎ 解析：红褐色固体为Fe(OH)3，红棕色固体为Fe2O3，浅绿色溶液为含Fe2＋的溶液，黄色溶液为含Fe3＋的溶液。‎ 由①知，A、B、C、D、G都含Fe元素，由②表中的颜色知，A为铁单质，B含Fe3＋，C为Fe(OH)3，D为Fe2O3，G含Fe2＋。再由③知，E为H2，B为FeCl3，因F是含有三种元素的共价化合物，F与A反应生成E和G，又因为F是由FeCl3在水溶液中将一种氧化物氧化得到的，可推知F为一种含氧酸，结合Fe3＋可氧化SO2的水溶液生成H2SO4可推测此氧化物为SO2，F为H2SO4。‎ 答案：(1)Fe2O3‎ ‎(2)先产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 ‎(3)Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O ‎2Fe＋3Cl22FeCl3‎ ‎(4)2Fe3＋＋SO2＋2H2O ===2Fe2＋＋SO＋4H＋‎ ‎2Fe2＋＋HClO＋H＋ === 2Fe3＋＋Cl－＋H2O ‎12．某同学为了验证Fe3＋是否能将H2SO3氧化成SO，用50 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后，进行以下实验：‎ ‎(1)检验吸收液中的SO操作为_____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 证明Fe3＋能够把H2SO3氧化成SO。‎ ‎(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式：2FeCl3＋SO2＋________===________＋H2SO4＋________，反应中的氧化产物是________(写化学式)。‎ ‎(3)吸收液中除了含有H＋、Cl－、SO以外，对其他成分(Fe3＋、Fe2＋、H2SO3)的可能组合进行探究：‎ ‎①提出假设。 ‎ 假设1：溶液中存在Fe2＋；‎ 假设2：溶液中存在Fe3＋、Fe2＋；‎ 假设3：溶液中存在_______________________________________________________。　　　　　　　　‎ ‎②设计方案，进行实验，验证假设。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器：试管、滴管、0.1 mol·L－1 KMnO4溶液、0.1 mol·L－1 KSCN溶液、品红稀溶液。‎ 实验步骤 预期现象和结论 步骤1：用试管取样品溶液2～3 mL，并滴入____________________‎ 若出现红色，则假设2成立，1、3不成立；若未出现红色，则假设2不成立，假设1或3成立 步骤2：‎ 步骤3：‎ 解析：(1)检验SO常用稀盐酸和BaCl2溶液。‎ ‎(2)SO2被氧化成了H2SO4，则FeCl3被还原成FeCl2。‎ ‎(3)对于溶液中三种微粒可能存在情况如下：假设1，若Fe3＋与H2SO3正好反应则只存在Fe2＋；假设2，若Fe3＋过量则存在Fe3＋与Fe2＋；假设3，若Fe3＋不足，则存在Fe2＋与H2SO3；三种假设的不同之处在于假设2中含有Fe3＋，假设3中含有H2SO3，据此，可设计实验方案进行探究。‎ 答案：(1)取少量样品溶液于试管中，先滴入足量的稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成 ‎(2)2H2O　2FeCl2　2HCl　H2SO4‎ ‎(3)①Fe2＋、H2SO3‎ ‎②如表所示 实验步骤 预期现象和结论 步骤1：1～2滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液 步骤2：另取2～3 mL样品溶液于试管中，滴入1～2 mL品红稀溶液 若品红溶液红色褪去，则假设3成立；若品红溶液不褪色，则假设3不成立 ‎13．工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料——铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时的不溶物为________(填化学式)。‎ ‎(2)实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作所用的玻璃仪器有____________________；步骤Ⅳ中应选用________试剂调节溶液的pH(填字母编号)。‎ A．稀硝酸 B．氢氧化钠溶液 C．高锰酸钾溶液 D．氨水 ‎(3)检验步骤Ⅲ已经进行完全的试剂是_______________________________________。‎ ‎(4)步骤Ⅴ的反应温度一般需控制在35 ℃以下，其目的是_______________________。‎ ‎(5)步骤Ⅵ中发生反应的化学方程式为_________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)欲测定硫铁矿烧渣中Fe元素的质量分数，称取a g样品，充分“酸溶”“水溶”后过滤，向滤液中加入足量的H2O2，充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体b g。‎ ‎①写出加入足量的H2O2发生反应的离子方程式：‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎②测得该样品中Fe元素的质量分数为____________。‎ 解析：(1)SiO2为酸性氧化物，不与稀H2SO4反应。(2)NaOH溶液不易控制溶液pH，应选氨水。(4)既防止NH4HCO3分解，又减少Fe2＋水解。(5)FeCO3转变为Fe2O3，肯定有氧化剂O2参与反应。(6)残留b g固体为Fe2O3，根据Fe原子守恒，Fe元素的质量分数为×100%＝×100%。‎ 答案：(1)SiO2‎ ‎(2)漏斗、玻璃棒、烧杯　D ‎(3)KSCN溶液(或其他合理答案)‎ ‎(4)防止NH4HCO3分解，减少Fe2＋的水解 ‎(5)4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2‎ ‎(6)①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ‎②×100%‎